Annons

Nu kommer IT-kläderna

Nya textilmaterial och kläder med inbyggda funktioner är på väg. Alltifrån självrenande skjortor till diagnostiserande lakan och träningskläder som registrerar hjärtfrekvens, temperatur och steglängd.

Det går framåt för svensk textil- och konfektionsindustri. År 2001 exporterade Sverige tyger och beklädnad för 14,2 miljarder kronor. Det kan jämföras med försäljningen 1980, som låg på 3,2 miljarder kronor i den tidens penningvärde. Dagens export av tyger och kläder är numera större än utlandsförsäljningen av vodka och andra drycker, musik- och järnmalmsexport tillsammans. Men det är inte mest kläder som exporteras. Av tekoexporten utgörs huvuddelen av garn, vävnader och textilier för inredning eller tekniskt bruk. En stor del av ökningen har alltså skett inom det område som kallas teknisk textil. Hit hör allt från dräneringsfiltar i motorvägar och energiväv för växthus till motorsågsskydd, flytvästar, fallskärmar, skydds- och arbetskläder, tält och segel.En orsak är att konkurrensen från lågprisländer har tvingat västeuropeiska textil- och beklädnadstillverkare att se sig om efter nya produktområden. I stället för att tillverka konventionella kläder har industrin börjat producera produkter där textil kan ersätta eller komplettera något annat material. En annan orsak är utvecklingen av en mängd nya fibermaterial, främst olika typer av kompositer, syntetfibrer och polymerer. Samma material med nya egenskaper- När det gäller nya material finns en rad spännande utvecklingstendenser, såväl vad gäller fibrer, fibrösa material som exempelvis engångsmaterial, filter och vadd (nonwowen), och textiler, säger Roshan Shishoo, professor i fiberteknologi och forskningschef vid IFP Research i Göteborg, ett industriforskningsinstitut med bl a fiber- och textilteknologi som specialitet.Traditionella syntetiska material utvecklas fortlöpande. Man förbättrar funktionaliteten hos fibrer, gör dem tunnare och utformar dem så att tyger draperar sig bättre, är smutsavstötande, antistatiska eller har ökad färgbarhet. - Det finns även en stark utvecklingstrend mot fibrer baserade på förnybara råvaror. Här används bl a majs och rödbetor för att tillverka polymjölksyra, PLA (polylactic acid). PLA är biologiskt nedbrytbart och kan användas för att tillverka allt från plastförpackningar, suturtrådar och till kläder, berättar Roshan Shishoo.Polymera material är ett gemensamt namn på en mängd syntetiska material, i vilka grundämnet kol ingår som en betydelsefull beståndsdel. Polymera fibrer kan vara unika på många sätt, t ex ha extremt hög styrka per viktenhet, vara väderstabila men ändå nedbrytbara osv.Ett exempel på polymerteknik som textilbranschen har arbetat länge med är produkter som består av små tunna membran. Det är kläder som "andas", dvs tillåter att vattenånga från kroppen passerar igenom, men inte vattendroppar från utsidan. Membranet lamineras till ett eller två tyglager för att användas vid tillverkning av vattentäta plagg och skor. Membranet kan innehålla miljontals porer per kvadratcentimeter. Det innebär att varje por är stor nog att släppa igenom vattenånga men för liten att tillåta transport av en vattendroppe. Exempel på denna membranteknik är produktnamnet Gore-Tex som används i bl a stövlar och regnkläder.- För mig är detta nu historia. I dag kombinerar vi olika funktioner i ett och samma membran, exempelvis för att göra beklädnad som både håller värmen, är antistatisk, kan andas och som inte släpper igenom vatten. Det kräver innovativa lösningar för att åstadkomma allt detta i en och samma produkt, säger Roshan Shishoo.På temat funktionella kläder finns också en trend mot att kopiera biologiska processer. Tack vare kraftfullare datorer, bättre datorprogram och utvecklingen av mikroskoptekniken kan forskare nu se hur naturens material är uppbyggda på atomnivå.Exempelvis skärskådas lotusblommans blad på jakt efter en struktur att kopiera. Orsaken är att lotusbladet är mycket bra på att stöta bort vatten och smuts. Det rengör sig självt genom en mängd små utsprång som är klädda med vattenavstötande vax. Vatten kan inte sprida sig på bladen, utan vattendropparna rullar av bladen och tar samtidigt med sig smuts. Detta naturfenomen försöker materialforskare nu att efterlikna i textila och polymera material. Vid Tokyouniversitetet i Japan har man t ex lyckats tillverka en tunn film som härmar lotusblommans självrenade funktion. - När det gäller s k smarta kläder finns två strömningar, en där elektronikföretag allierar sig med stora klädfirmor och bygger in smarta funktioner, exempelvis genom att sy in externa elektroniska detaljer. Den andra, med större potential, är ett helt nytt forskningsområde. Det handlar om att utveckla smarta material som består av t ex interaktiva polymerer och sensorer, säger Roshan Shishoo. Ledande polymererI sin enklaste form är "intelligenta" polymerer plaststrängar som kan leda elektricitet och som förändrar sin ledningsförmåga vid fysisk påverkan, t ex om de tänjs ut, värms upp eller träffas av solljus. Genom att väva in dessa polymersträngar i kläder och mäta förändringarna i spänningen som passerar genom dem kan många funktioner skapas, exempelvis för att känna av hjärtslag eller detektera kroppsrörelser.Den grundläggande forskningen inom detta område skedde redan under 1970-talet när amerikanska och japanska forskare gjorde - den då förhållandevis överraskande - upptäckten att plast inte bara kan vara ett isolerande material, utan även leda elektricitet. Detta ledde fram till Nobelpriset i kemi för två år sedan, men det är under de fem senaste åren som forskarna verkligen har börjat hitta tillämpningar, som inom tekoområdet.Till exempel utvecklas ett knäskydd vid Intelligent Polymer Research Institute i Wollongong i Australien. Det ska lära idrottare att i vissa moment böja knäna mer, t ex när de landar efter ett hopp. Detta skyddar knäet från ligamentskador.- Vi har placerat en textilsensor på ett vanligt knäskydd, en stödstrumpa. Tygsensorn är placerad så att den täcker främre ytan på knäskålen. När idrottaren böjer knäet, sträcks sensorn och då ändras dess motstånd. Vi kan ställa in elektroniken så att sensorn framkallar ett ljud när den når en viss sträckning, berättar docent Julie Steel vid Biomechanics Research Laboratory, University of Wollongong i Australien. Håller brösten på platsEn liknade produkt för idrottare som också utvecklas vid University of Wollongong är en sportbehå. När idrottaren tränar känner bysthållaren av hur brösten rör sig och håller dem på plats dels genom att banden sträcks eller görs lösare i förhållande till belastningen, dels genom att kuporna stelnar vid press.- Även om dessa tillämpningar nu utvecklas för idrottare kommer de med tiden att nå vanliga konsumenter, säger Roshan Shishoo.Ett annat exempel på tekniken är vikbara tangentbord av tyg och mobiltelefoner med vävda tryckknappar. Det är produkter med ett skal av tyg som är känsligt för beröring.I och med att tyget i sig är elektriskt ledande kan strömbrytare och avkännare vävas in som en del av textilens struktur. Tyget kan sedan göras mjukt eller styvt och förses med knappar och sensorer med varierande känslighet. Enligt Electrotextiles, som har utvecklat några prototyper, tål det elektriska tyget att användas i kläder och att tvättas. Man skulle alltså kunna sy en väst med inbyggt elektroniskt dragspel där spelets knappar sitter på västens sidor, eller tillverka möbeltyg som släcker lampan när man reser sig.Andra spekulativa områden skulle kunna vara sängkläder, som kontinuerligt kontrollerar en användarens hjärtslag, och ytterkläder som ändrar isoleringsförmåga och vattenavstötning beroende på omgivningens temperatur och fuktighet. Experter inom ledande polymerer tror inte detta är onåbart.- Jag tror det är fullt möjligt att utveckla sådana system. Tekniken är inte ny och även om jag inte känner till exakt de olika lösningarna ser jag principen framför mig, där man byggt ett rutnät och varje enskild ruta i tyget känner av ett tryck, säger Mats Andersson, docent vid Institutionen för polymerteknologi vid Chalmers tekniska högskola i Göteborg.Däremot är han mer tveksam till spekulationerna över att använda halvledande polymerer, som kan omvandla solljus till elektricitet, för att tillverka kläder som kan generera el. Det har talats om en möjlighet att på så sätt kunna ladda MP3-spelare och mobiltelefoner.- Vi är långt därifrån ännu, även om vi i dag kan få sådana polymerer med en verkningsgrad på 2-3 procent på flexibla ytor, som plastfilmer, säger han.Nanotuber - superstarka trådarÄven om det ända sedan 1973 finns extremt starka textiler gjorda av polyamidfiber, eller aramidfiber, med produktnamn som Kevlar, behövs ännu starkare textiler, främst för industribruk och nischer som armering i bildäck, skottsäkra västar och kompositer i flygplan. En teknik som kan göra det möjligt är nanotuber. De tillverkas av små blad av kolatomer som rullas till tubform. Ändarna på tuberna korkas igen med pyttesmå halvklot av kol. Enskilda nanotuber, som är några få mikrometer långa och ungefär en nanometer breda, är ca 50 gånger starkare än ståltråd. Nu hoppas man hitta ett sätt att först skapa långa trådar av tuberna som går att väva samman så man får ett enormt starkt, men ändå otroligt lätt, tyg. Vävda fibrer av nanotuber kan vara perfekta för att göra hållbart ledande lättviktsmaterial. Dessa skulle kunna utnyttjas som kroppsskydd, t ex.- Nanotuber av kol kan i dag framställas en masse och sedan "kardas" genom att man lägger på ett mycket starkt magnetfält så att de linjerar sig. De kan sedan slammas upp på ett filtrerpapper och bilda ett papyrusliknande material. Tanken ligger nära till hands att sedan spinna och tvinna tråd - en tänkbar superstark fiber, säger Lars Hultman, professor i tunnfilmsfysik vid Linköpings universitet. Hittills har man bara fått fram bräckliga trådar. Men i t ex Frankrike har man klarat av att skapa tubtrådar som kan knytas ihop i en knut utan att gå av. Förhoppningarna är stora att snart hitta lösningar som ger en stark tråd.Nya funktioner - självrenande kläderMan har också lyckats få nanotuber att expandera och dra ihop sig genom att leda elektricitet genom dem, vilket öppnar för nya tankebanor kring hjälpmedel inbyggda i kläder, som artificiella muskler. Men utvecklingen handlar inte bara om nya material, utan även nya funktioner. Som nämnts görs försök att få fibrer smutsavstötande. Redan i dag blandar textilindustrin t ex ofta in partiklar av titandioxid i sina produkter. Det gör tyget vitare. - Det finns en katalytisk förmåga hos titandioxid, speciellt om solen får skina på den. Detta kallas fotokatalys och har effekten att kolväteföreningar och annan smuts bryts ner till vatten och koldioxid, säger Lars Hultman. Denna teknik kan också utökas. Vetenskapliga studier av ytbeläggningar har visat att om man förångar tunna, transparenta, skikt som innehåller titan och syre på exempelvis bilrutor, blir det lättare att hålla utsidan ren, och insidan får inte lika mycket av "trafikfilm" på sig.- Jag är fast övertygad om att materialvetenskapen på detta område av textiler kommer att växa samman med biosidan, säger Lars Hultman.Tanken på självrenande kläder har väckts hos fler forskare på olika håll i världen. Några tror t ex att bakterier impregnerade in i varje enskild fiber i textilerna kan leva och föröka sig genom att äta upp smuts och odörframkallande kemikalier och svett. - Vårt projekt har målsättningen att finna en textilsort som kan upprätthålla liv i genetiskt förändrade bakterier. Det är genetikerna som får komma på hur man kan skapa den särskilda bakteriesorten som kontrollerar odör, men jag är övertygad om att vi kommer att få s k bioaktiva kläder, säger professor Alex Fowler vid University of Massachusetts i Dartmouth, USA.Fowler använder en ofarlig, genetiskt modifierad variant av bakterien E Coli för att producera ett självlysande protein från en manet. Detta gör att bakterierna börjar lysa när de växer, vilket underlättar studierna av deras utveckling.- Vårt största hinder ligger i att hitta en design som gynnar bakteriernas liv på lång sikt. Just nu verkar bakterierna växa som galningar under några veckor för att sedan bli passiva. Forskarna behöver alltså hitta antingen ett sätt som håller bakterierna funktionsdugliga längre, eller ett sätt att återuppväcka dem, förmodligen genom att mata dem på nytt.- Det kanske slutar med att man matar skjortan i stället för att tvätta den, säger Fowler.Men även om Fowler och hans team lyckas få bakterier att överleva, är frågan om det kommer att finnas acceptans i samhället för att bära skjortor och blusar impregnerade med bakterier. Textil- och konfektionsindustrin har också under de senaste åren utvecklat en rad olika nya tekniker för tillverkningen. Ett exempel är avancerade stickmaskiner för tredimensionell produktion. Det betyder att man kan tillverka ett helt plagg på en gång utan att behöva sy ihop olika delar. En klänning kan tillverkas med ärmar, fickor och sprund i en och samma process.- Sådana maskiner används redan. Programmeringsdelen har blivit mer avancerad, vilket gör att tillverkningen går snabbare och blir mer kostnadseffektiv, säger Larsh Eriksson, intendent och studierektor vid Textilhögskolan i Borås.Nya tillverkningsteknikerEn annan fördel är möjligheterna att tillverka skräddarsydda kläder billigare, och då genom vävning. En helt ny teknik har numera utvecklats för tredimensionell vävning.- I Japan har man exempelvis börjat tillverka kostymer där man i efterhand kan bestämma hur de ska öppnas, så att funktionshindrade personer kan ta på sig ett plagg utifrån individuella möjligheter att röra sig.Men möjligheterna stannar naturligtvis inte vid det. Genom att kombinera denna 3D-metod med nya typer av fibermaterial öppnar sig en helt ny värld, bortom den traditionella textilindustrin.- Av nya material och nya former på fibrer kan man tänka sig att tillverka saker som delar till bilar, flygplan eller andra produkter. Vi kanske snart kan sticka vår egen bil, säger Larsh Eriksson. Andra förbättrade tillverkningsmetoder rör exempelvis möjlighet att svetsa ihop sömmar med infrarött ljus. Forskarna vid Welding Institute i Cambridge i Storbritannien har tillverkat skjortor av tygstycken gjorda av viskos och polyester. Håkan borgströmär vetenskapsjournalist.

Du har just läst en artikel från tidskriften Forskning & Framsteg. Prenumerera här.

Kommentera:

Dela artikeln:

TIDNINGEN FÖR DIG SOM ÄR NYFIKEN PÅ ALLVAR
11 nummer 779 kr
2 nummer 99 kr
Du vet väl att du kan läsa Forskning & Framsteg i din läsplatta? Ladda ned appen från App Store eller Google Play. (Läsplatteutgåvan ingår i alla prenumerationer.)

Lägg till kommentar